PCB板材質(zhì)介紹

1、PCB#種基板材介紹發(fā)表時間 :2009-10-21各種基板材介紹， 分為：94HB， 防火板（94VO， FR-1， FR-2） ， 半玻纖 （22F， CEM-1 ， CEM-3），全玻纖 （FR-4） 。FR-1 特 點 ： 1. 無鹵板材，有利於環(huán)境保護2. 高耐漏電起痕指數(shù)（ 600 伏以上，需提 出特殊要求）3. 適合之沖孔溫度焉4070 c4. 弓曲率、扭曲率小且穩(wěn)定FR-2 特 點： 耐漏電痕跡性優(yōu)越（600V 以上 ）5. 成本低而使用范圍廣6. 優(yōu)異的耐濕、熱性7. 適合之沖孔溫度焉4070 c8. 弓曲率、扭曲率小且穩(wěn)定9. 尺寸穩(wěn)定性優(yōu)越CEM-3特點：優(yōu)異機械加工性，

2、可沖孔加工性1. 電性能與 FR-4 相當，加工工藝與FR-4 相同，鉆嘴磨損率比FR-4 小2. 多等級的耐漏電痕跡性（ CTI 175V、 CTI300V、 CTI 600V）below %3. 符合 IPC-4101A 的規(guī)范要求FR-4 特 點： 無鹵素， 溴及氯元素含量小於 %Halogen-free, Br/Cl content1. 不含銻及紅磷，燃燒時不殘留有毒成分Antimony and red phosphorfree, Absence of highly toxic dioxins in burning exhaust gas2.板料與 KB-6160相比更堅硬 Harde

3、r than KB-6160紙覆銅面板積層板，可以避免因燃燒板材含有鹵素和銻時所產(chǎn)生的有毒物質(zhì)及氣體。具有高漏電指數(shù)600 伏以上），并且適用于低溫沖孔作業(yè)。需求而開發(fā)的紙基酚醛樹脂銅面積層板。具有優(yōu)異的耐銀遷移性和在潮濕環(huán)境下的電氣性臺匕能。KB-3152 FR-1是針對環(huán)境保護而開發(fā)的環(huán)保型不含鹵素、不含銻的紙基酚醛樹脂銅KB-3151S FR-1是針對使用高密度自動插件，晶片零件表面粘著技術(shù)等精密線路板之KB-3150/KB-3151是針對使用高密度自動插件，晶片零件表面粘著技術(shù)等精密線路板之需求而最新開發(fā)的紙基酚醛樹脂銅面積層板。可具有高漏電指數(shù)（ 600 伏以上），并且適用于低溫沖孔

4、作業(yè)。KB-3150 FR-1是針對開關(guān)面盒（如：琴鍵式開關(guān)、推置式開關(guān)）等精密元件而開發(fā)的紙基酚醛樹脂絕緣積層板。具有優(yōu)異的阻燃性能以及尺寸穩(wěn)定性，并且適用于低溫沖孔加工作業(yè)。KB-2151 FR-2是針對使用高密度自動插件、晶片零件表面粘著技術(shù)等精密線路板之需求而開發(fā)的紙基酚醛樹脂銅面積層板。KB-2150G/2150GC FR-2是針對環(huán)境保護而開發(fā)的環(huán)保型不含鹵素、不含銻的紙基酚醛樹脂銅面積層板，可以避免因燃燒板材含有鹵素和銻時所產(chǎn)生的有毒物質(zhì)及氣體。不但保持 FR-2的良好性能，而且耐濕、熱性優(yōu)異。KB-150/1150/150D Unclad （ANSI:XPC）是針對機械傳動用精

5、密元件之需求而開發(fā)的紙基酚醛樹脂絕緣積層板。具有良好的耐濕、熱性，并且適用于低溫沖孔加工作業(yè)。KB-1150/KB-1151 ANSI XPC是紙基酚醛樹脂銅積層板，具有良好的耐濕、熱性，并且適用于低溫沖孔加工作業(yè)。以下是產(chǎn)品型號： 玻璃纖維覆銅面板半固化片 FR-4建滔半固化片是在精確溫度及重量控制下，將阻燃型環(huán)氧樹脂浸漬的E級玻璃布固化到“ B'階段所得，使得在多層線路板的制造過程中具有穩(wěn)定的流變特性。KB-7150 CEM-3是一種復(fù)合基覆銅箔板，可替代FR-4 用于單 / 雙面線路板，具有良好的加工性、金屬化孔的可靠性和耐濕、熱性。KB-6167 FR-4是一種環(huán)氧玻璃布基覆銅

6、板，它具有優(yōu)良的耐熱性和機械性能?？捎米鲆蟾呙芏燃皟?yōu)良耐熱性的印刷線路板。KB-6165 FR-4應(yīng)用于電腦及周邊設(shè)備、通訊設(shè)備、儀器儀表、辦公自動設(shè)備等.KB-6164 FR-4是一種環(huán)氧玻璃布基覆銅板，具有KB-6160相同的性能及UV光阻擋功 能，適合于制作具有UV阻擋及AOI功能的印刷線路板。KB-6162 FR-4是一種不含鹵素， 銻， 紅磷等有毒成分的環(huán)保型玻璃纖維布/ 環(huán)氧樹脂基覆銅板，用于電腦、電腦周邊設(shè)備、手提電話、攝像機、電視機、電子游戲機等。KB-6160/6160C FR-4是具有紫外線阻擋功能的環(huán)氧玻璃布基覆銅板，其他性能與KB-6150相當， 適用于有雙向同時感光

7、固化阻焊油墨（ UV） 和光學(xué)自動檢查（ AOI） 要求的線路板上。KB-6150/6160 FR-4用于移動電話、計算機、檢測設(shè)備、錄像機、電視機、軍用裝備、導(dǎo)向系統(tǒng)等。KB-6150/6150C FR-4是一種環(huán)氧玻璃布基覆銅板， 可用作單面/ 雙面線路板和多層線路的苡板。具有良好的阻燃性能及尺寸穩(wěn)定性。KB-6050/606X適應(yīng)于多層板的壓制 .KB-5152（GB:22F）應(yīng)用于顯示器、錄影機、電源基板、工業(yè)儀表、數(shù)碼刻錄機等.KB-5150 CEM-1是一種復(fù)合基的覆銅箔板，兼顧了紙基板的良好加工性和玻璃布基板 的機械和介電性能，適用于高頻及要求沖孔加工的線路板上。5.按耐漏電痕跡

8、性高低的分類基板材料的漏電痕跡是指電子產(chǎn)品在使用過程中，在PCB的線路表面間隔的位置上，由于長時間地受到塵粒的堆積、水分的結(jié)露等影響而形成碳化導(dǎo)電電路的痕跡，這種漏電 痕跡的出現(xiàn)，會在施加了電壓下，放出火花、造成絕緣性能的破壞。因此，覆銅板的耐漏 電痕跡性是一個很重要的安全特性項目。特別是應(yīng)用于高濕、外露、高壓等惡劣條件下的 PCB更有此方面的要求。耐漏電痕跡性，一般用相比起痕指數(shù)（Commparative Tracking Index簡稱CTI）來表 示。IEC112標準中的對CTI指標的定義是：在實驗過程中，材料受到 50滴電解液（一般 為%勺氯化俊水溶液）而沒有出現(xiàn)漏電痕跡現(xiàn)象的最大電壓

9、值（一般以伏表示）。 IEC950 還根據(jù)在上述實驗條件下，基板所經(jīng)受住的不同電壓值，規(guī)定、劃分出了基板材料的三個 CTI 的等級。即 1級（CTI>=600V）、II 級（600V>CTI>=400V、田級（400V>CTI>=175V。 一種基板材料的05的等級越小，說明它的耐漏電痕跡性越高。PC噴材質(zhì)介紹印刷電路板是以銅箔基板（Copper-clad Laminate 簡稱CCL ）做為原料而制造的電器 或電子的重要機構(gòu)組件，故從事電路板之上下游業(yè)者必須對基板有所了解：有那些種類的基板，它們是如何制造出來的，使用于何種產(chǎn)品，它們各有那些優(yōu)劣點，如此才能選擇適

10、當?shù)?基板.表簡單列出不同基板的適用場合.基板工業(yè)是一種材料的基礎(chǔ)工業(yè)，是由介電層（樹 脂Resin ,玻璃纖維Glass fiber）, 及高純度的導(dǎo)體（銅箔Copper foil）二者所構(gòu)成的復(fù)合材料（Composite material）,其所牽涉的理論及實務(wù)不輸于電路板本身的制作 .以下即針對這二個主要組成做深入淺出的探討介電層 樹脂Resin、戶 > - 刖百目前已使用于線路板之樹脂類別很多,如酚醛樹脂(Phonetic )、環(huán)氧樹脂(Epoxy )、聚 亞醯胺樹脂(Polyamide )、聚四氟乙烯(Polytetrafluorethylene, 簡稱 PTFESJ稱 TEF

11、LON),B一三氮樹脂(Bismaleimide Triazine簡稱BT )等皆為熱固型的樹脂(Thermosetted Plastic Resin).酚醛樹脂 Phenolic Resin是人類最早開發(fā)成功而又商業(yè)化的聚合物.是由液態(tài)的酚(phenol)及液態(tài)的甲醛(formaldehyde 俗稱formalin )兩種便宜的化學(xué)品，在酸性或堿性的催化條件下發(fā)生立 體架橋(Crosslinkage )的連續(xù)反應(yīng)而硬化成為固態(tài)的合成材料.其反應(yīng)化學(xué)式見圖1910年有一家叫Bakelite公司加入帆布纖維而做成一種堅硬強固,絕緣性又好的材料稱為Bakelite,俗名為電木板或尿素板.美國電子制

12、造業(yè)協(xié)會(NEMA-Nationl Electrical Manufacturers Association)將不同的組合冠以不同的編號代字而為業(yè)者所廣用，現(xiàn)將酚醛樹脂之各產(chǎn)品代字列表，如表NEMA對于酚醛樹脂板的分類及代碼表中紙質(zhì)基板代字的第一個"X"是表示機械性用途，第二個"X"是表示可用電性用途. 第三個"X"是表示可用有無線電波及高濕度的場所."P"表示需要加熱才能沖板子(Punchable ),否則材料會破裂，"C" 表示可以冷沖加工(cold punchable ),"FR

13、" 表示樹脂中加有不易著火的物質(zhì)使基板有難燃(Flame Retardent) 或抗燃(Flame resistance)性.紙質(zhì)板中最暢銷的是XXXPCi FR-2.前者在溫度25 C以上，厚度在.062in以下就可以沖 制成型很方便，后者的組合與前完全相同，只是在樹脂中加有三氧化二睇增加其難燃性.以 下介紹幾個較常使用紙質(zhì)基板及其特殊用途：A常使用紙質(zhì)基板a. XPCGrade:通常應(yīng)用在低電壓、低電流不會引起火源的消費性電子產(chǎn)品 ,如玩具、手提 收音機、電話機、計算器、遙控器及鐘表等等.UL94對XPCGrade要求只須達到HB難燃等 級即可.b. FR-1 Grade:電氣性

14、、難燃性優(yōu)于 XPC Grade,廣泛使用于電流及電壓比 XPC Grade稍高 的電器用品，如彩色電視機、監(jiān)視器、VTR家庭音響、洗衣機及吸塵器等等.UL94要求FR-1 難燃Tt有V-0、V-1與V-2不同等級，不過由于三種等級板材價位差異不大，而且考慮安全起 見，目前電器界幾乎全采用 V-0級板材.c. FR-2 Grade:在與FR-1比較下，除電氣性能要求稍高外，其它物性并沒有特別之處，近年 來在紙質(zhì)基板業(yè)者努力研究改進 FR-1技術(shù),FR-1與FR-2的性質(zhì)界線已漸模糊，F(xiàn)R-2等級板 材在不久將來可能會在偏高價格因素下被 FR-1所取代.B.其它特殊用途：a.銅鍍通孔用紙質(zhì)基板主

15、要目的是計劃取代部份物性要求并不高的FR-4板材，以便降低PCB的成 本.b.銀貫孔用紙質(zhì)基板時下最流行取代部份物性要求并不很高的 FR-4作通孔板材，就是銀貫孔用紙質(zhì)基板印刷電 路板兩面線路的導(dǎo)通，可直接借由印刷方式將銀膠（Silver Paste） 涂布于孔壁上，經(jīng)由高 溫硬化，即成為導(dǎo)通體，不像一般FR-4板材的銅鍍通 孔，需經(jīng)由活化、化學(xué)銅、電鍍銅、錫 鉛等繁雜手續(xù).b-1基板材質(zhì)1）尺寸安定性：除要留意X、Y軸（纖維方向與橫方向）外，更要注意Z軸（板材厚度方向）,因熱脹冷縮及加熱 減量因素容易造成銀膠導(dǎo)體的斷裂.2)電氣與吸水性：許多絕緣體在吸濕狀態(tài)下，降低了絕緣性，以致提供金屬在電

16、位差趨動 力下發(fā)生移行的現(xiàn)象，F(xiàn)R-4在尺寸安性、電氣性與吸水性方面都比FR-1及XPC佳,所以生 產(chǎn)銀貫孔印刷電路板時，要選用特制FR-1及XPC勺紙質(zhì)基板.板材.導(dǎo)體材質(zhì)1)導(dǎo)體材質(zhì) 銀及碳墨貫孔印刷電路的導(dǎo)電方式是利用銀及石墨微粒鑲嵌在聚 合體內(nèi)，藉由微粒的接觸來導(dǎo)電，而銅鍍通孔印刷電路板，則是借由銅本身是連貫的 結(jié)晶 體而產(chǎn)生非常順暢的導(dǎo)電性.2)延展性：銅鍍通孔上的銅是一種連續(xù)性的結(jié)晶體，有非常良好的延展性，不會像銀、碳墨膠在熱脹冷 縮時，容易發(fā)生界面的分離而降低導(dǎo)電度.3)移行性：銀、銅都是金屬材質(zhì)，容易發(fā)性氧 化、還原作用造成銹化及移行現(xiàn)象，因電位差的不同，銀比銅在電位差趨動力下

17、容易發(fā)生銀 遷移(Silver Migration).c.碳墨貫孔(Carbon Through Hole)用紙質(zhì)基板.碳墨膠油墨中的石墨不具有像銀的移行特性，石墨所擔(dān)當?shù)慕巧珒H僅是作簡單的訊號傳遞者,所以PCB界對積層板除了碳墨膠與基材的密著性、翹曲度外，并沒有特別要求.石墨因有良好的耐磨性，所以Carbon Paste最早期 是被應(yīng)用來取代Key Pad及金手指上的鍍金， 而后延伸到扮演跳線功能.碳墨貫孔印刷電路板的負載電流通常設(shè)計的很低，所以業(yè)界大都采用XPC等級，至于厚度方面，在考慮輕、薄、短、小與印刷貫孔性因素下，常通選用、或 厚板材.d.室溫沖孔用紙質(zhì)基板 其特征是紙質(zhì)基板表面溫度

18、約 40c以下，即可作Pitch為的IC密 集孔的沖模，孔間不會發(fā)生裂痕，并且以減低沖模時紙質(zhì)基板冷卻所造成線路精準度的偏差，該類紙質(zhì)基板非常適用于細線路及大面積的印刷電路板.e.抗漏電壓(Anti-Track)用紙質(zhì)基板 人類的生活越趨精致，對物品的要求且也就越講就 短小輕薄，當印刷電路板的線路設(shè)計越密集，線距也就越小，且在高功能性的要求下，電流負 載變大了，那么線路間就容易因發(fā)生電弧破壞基材的絕緣性而造成漏電，紙質(zhì)基板業(yè)界為解決該類問題，有供應(yīng)采用特殊背膠的銅箔所制成的抗漏電壓用紙質(zhì)基板環(huán)氧樹脂Epoxy Resin是目前印刷線路板業(yè)用途最廣的底材.在液態(tài)時稱為清漆或稱凡 立水(Varni

19、sh)或稱為A-stage,玻璃布在浸膠半干成膠片后再經(jīng)高溫軟化液化而呈現(xiàn)黏 著性而用于雙面基板制作或多層板之壓合用稱B-stage prepreg ,經(jīng)此壓合再硬化而無法回復(fù)之最終狀態(tài)稱為C-stage.傳統(tǒng)環(huán)氧樹脂的組成及其性質(zhì)用于基板之環(huán)氧樹脂之單體一向都是Bisphenol A及Epichlorohydrin 用dicy 做為架橋劑所形成的聚合物.為了通過燃性試驗(Flammability test),將上述仍在液態(tài)的樹脂再與Tetrabromo-Bisphenol A反應(yīng)而成為最熟知FR-4傳統(tǒng)環(huán)氧樹脂.現(xiàn)將產(chǎn)品之主要成份列于后: 單體-Bisphenol A, Epichloroh

20、ydrin架橋劑(即硬化劑)-雙氟Dicyandiamide簡稱Dicy速化劑(Accelerator)-Benzyl-Dimethylamine ( BDMA ) 及 2- Methylimidazole (2-MI )溶齊 ij -Ethylene glycol monomethy ether( EGMME ) Dimethy formamide (DMF) 及稀釋 劑 Acetone ,MEK.填充劑(Additive)-碳酸鈣、硅化物、及氫氧化鋁 或 化物等增加難燃效果.填充劑可調(diào)整其Tg.A.單體及低分子量之樹脂典型的傳統(tǒng)樹脂一般稱為雙功能的環(huán)氣樹脂(Difunctional Epo

21、xy Resin), 見圖.為了達到使用安全的目的，特于樹脂的分子結(jié)構(gòu)中加入澳原子，使產(chǎn)生部份碳澳之結(jié)合而呈現(xiàn)難燃 的效果.也就是說當出現(xiàn)燃燒的條件或環(huán)境時，它要不容易被點燃，萬一已點燃在燃燒環(huán)境 消失后，能自己熄滅而不再繼續(xù)延燒.見圖.此種難燃材蚪在NEMA規(guī)范中稱為FR-4.(不含 澳的樹脂在NEMA規(guī)范中稱為G-10)此種含澳環(huán)氧樹脂的優(yōu)點很多如介電常數(shù)很低，與銅 箔的附著力很強，與玻璃纖維結(jié)合后之撓性強度很不錯等.B.架橋劑(硬化劑)環(huán)氧樹脂的架橋劑一向都是 Dicey,它是一種隱性的(latent) 催化劑，在高溫160c之 下才發(fā)揮其架橋作用，常溫中很安定，故多層板B-stage的

22、膠片才不致無法儲存.但 Dicey的缺點卻也不少，第一是吸水性(Hygroscopicity),第二個缺點是難溶性.溶不掉自然難以在液態(tài)樹脂中發(fā)揮作用.早期的基板商并不了解下游電路板裝配工業(yè)問題，那時的 dicey磨的不是很細，其溶不掉的部份混在底材中，經(jīng)長時間聚集的吸水后會發(fā)生針狀的再 結(jié)晶，造成許多爆板的問題.當然現(xiàn)在的基板制造商都很清處它的嚴重性，因此已改善此 百 八、.C.速化劑用以加速epoxy與dicey 之間的架橋反應(yīng)，最常用的有兩種即BDMAR 2-MI.D. Tg玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度高分子聚合物因溫度之逐漸上升導(dǎo)致其物理性質(zhì)漸起變化，由常溫時之無定形或部份結(jié)晶 之堅硬及脆性如玻璃一

23、般的物質(zhì)而轉(zhuǎn)成為一種黏滯度非常高，柔軟如橡皮一般的另一種狀 態(tài).傳統(tǒng)FR4之Tg約在115-120 C之間，已被使用多年，但近年來由于電子產(chǎn)品各種性能 要求愈來愈高，所以對材料的特性也要求日益嚴苛，如抗?jié)裥?、抗化性、抗溶劑性、抗熱性?尺寸安定性等都要求改進，以適應(yīng)更廣泛的用途，而這些性質(zhì)都與樹脂的Tg有關(guān)，Tg提 高之后上述各種性質(zhì)也都自然變好.例如Tg提高后，a.其耐熱性增強，使基板在X及Y 方向的膨脹減少，使得板子在受熱后銅線路與基材之間附著力不致減弱太多，使線路有較好的附著力.b.在Z方向的膨脹減小后，使得通孔之孔壁受熱后不易被底材所拉斷 c Tg增 高后,其樹脂中架橋之密度必定提高很

24、多使其有更好的抗水性及防溶劑性，使板子受熱后不易發(fā)生白點或織紋顯露，而有更好的強度及介電性.至于尺寸的安定性，由于自動插裝或表 面裝配之嚴格要求就更為重要了 .因而近年來如何提高環(huán)氧樹脂之 Tg是基板材所追求的 要務(wù).E. FR4難燃性環(huán)氧樹脂傳統(tǒng)的環(huán)氧樹脂遇到高溫著火后若無外在因素予以撲滅時，會不停的一直燃燒下去直到分 子中的碳氫氧或氮燃燒完畢為止.若在其分子中以澳取代了氫的位置，使可燃的碳氫鍵化合 物一部份改換成不可燃的碳澳鍵化合物則可大大的降低其可燃性.此種加澳之樹脂難燃性 自然增強很多，但卻降低了樹脂與銅皮以及玻璃間的黏著力，而且萬一著火后更會放出劇毒 的澳氣，會帶來的不良后果.高性能

25、環(huán)氧樹脂(Multifunctional Epoxy)傳統(tǒng)的FR4對今日高性能的線路板而言已經(jīng)力不從心了，故有各種不同的樹脂與原有的環(huán)氧樹脂混合以提升其基板之各種性質(zhì)，A. Novolac最早被引進的是酚醛樹脂中的一種叫 Novolac者，由Novolac與環(huán)氧氯丙烷所形成的酯 類稱為Epoxy Novolacs,見圖之反應(yīng)式.將此種聚合物混入FR4之樹脂，可大大改善其 抗水性、抗化性及尺寸安定性，Tg也隨之提高，缺點是酚醛樹脂本身的硬度及脆性都很高 而易鉆頭，加之抗化性能力增強，對于因鉆孔而造成的膠渣(Smear)不易除去而造成多層 板PTH®程之困擾.B. Tetrafuncti

26、onal Epoxy另一種常被添加于FR4中的是所謂"四功能的環(huán)氧樹脂"(Tetrafunctional EpoxyResin ).其與傳統(tǒng)"雙功能"環(huán)氧樹脂不同之處是具立體空間架橋，見圖,Tg較高能抗 較差的熱環(huán)境，且抗溶劑性、抗化性、抗?jié)馮t及尺寸安定性也好很多，而且不會發(fā)生像Novolac那樣的缺點.最早是美國一家叫Polyclad的基板廠所引進的.四功能比起Novolac來還有一種優(yōu)點就是有更好的均勻混合.為保持多層板除膠渣的方便起見，此種四 功能的基板在鉆孔后最好在烤箱中以160 C烤2-4小時，使孔壁露出的樹脂產(chǎn)生氧化作用，氧化后的樹脂較容易

27、被蝕除，而且也增加樹脂進一步的架橋聚合，對后來的制程也有幫 助.因為脆性的關(guān)系，鉆孔要特別注意.上述兩種添加樹脂都無法澳化，故加入一般FR4中會降低其難燃性.聚亞醯胺樹脂 Polyimide(PI)A.成份主要由Bismaleimide 及Methylene Dianiline反應(yīng)而成的聚合物，見圖.B. 優(yōu)點電路板對溫度的適應(yīng)會愈來愈重要，某些特殊高溫用途的板子，已非環(huán)氧樹脂所能勝任， 傳統(tǒng)式FR4的Tg約120 c左右，即使高功能的FR4也只到達180-190 C,比起聚亞醯 胺的260 C還有一大段距離.PI在高溫下所表現(xiàn)的良好性質(zhì)，如良好的撓性、銅箔抗撕強 度、抗化性、介電性、尺寸安定

28、性皆遠優(yōu)于FR4.鉆孔時不容易產(chǎn)生膠渣，對內(nèi)層與孔壁之接通性自然比FR4好.而且由于耐熱性良好，其尺寸之變化甚少，以X及Y方向之變化而 言，對細線路更為有利，不致因膨脹太大而降低了與銅皮之間的附著力.就Z方向而言可大 大的減少孔壁銅層斷裂的機會.C.缺點：a.不易進行澳化反應(yīng)，不易達到UL94 V-0的難燃要求.b.此種樹脂本身層與層之間，或與 銅箔之間的黏著力較差，不如環(huán)氧樹脂那么強，而且撓性也較差.c.常溫時卻表現(xiàn)不佳,有吸濕性(Hygroscopic),而黏著性、延性又都很差.d.其凡立水(Varnish,又稱生膠水，液態(tài)樹脂稱之)中所使用的溶劑之沸點較高，不易趕完,容易產(chǎn)生高 溫下分層

29、的現(xiàn)象.而且流動性不好，壓合不易填滿死角.e.目前價格仍然非常昂貴約為 FR4的2-3倍，故只有軍用板或Rigid- Flex 板才用的起.在美軍規(guī)范MIL-P-13949H中, 聚亞醯胺樹脂基板代號為 GI.聚四氟乙烯(PTFE)全名為Polyterafluoroethylene ，分子式見圖.以之抽絲作PTFE千維的商品名為Teflon 鐵弗龍，其最大的特點是阻抗很高(Impedance)對高頻微波(microwave)通信用途上是 無法取代的，美軍規(guī)范賦與"GT"、"GX"、及"GY”三種材料代字,皆為玻纖補強type,其商 用基板是由3

30、M公司所制，目前這種材料尚無法大量投入生產(chǎn)，其原因有：A. PTFE樹脂與 玻璃纖維間的附著力問題；此樹脂很難滲入玻璃束中，因其抗化性特強，許多濕式制程中都 無法使其反應(yīng)及活化，在做鍍通孔時所得之銅孔壁無法固著在底材上，很難通過 MILP-55110E中之固著強度試驗.由于玻璃束未能被樹脂填滿，很容易在做鍍通孔時造 成玻璃中滲銅(Wicking) 的出現(xiàn)，影響板子的可信賴度.B.此四氟乙烯材料分子結(jié)構(gòu)，非 常強勁無法用一般機械或化學(xué)法加以攻擊，做蝕回時只有用電漿法.C. Tg 很低只有19 度c,故在常溫時呈可撓性，也使線路的附著力及尺寸安定性不好.表為四種不同樹脂制 造的基板性質(zhì)的比較.BT

31、/EPOXY樹脂BT樹脂也是一種熱固型樹脂，是日本三菱瓦斯化成公司(Mitsubishi Gas Chemical Co.) 在 1980年研制成功.是由Bismaleimide 及Trigzine Resin monomer 二者反應(yīng)聚合而成.其反 應(yīng)式見圖樹脂通常和環(huán)氧樹脂混合而制成基板.A.優(yōu)點a. Tg點高達180C,耐熱性非常好，BT作成之板材，銅箔的抗撕強度(peel Strength), 撓性 強度亦非常理想鉆孔后的膠渣(Smear)甚少b.可進行難燃處理，以達到UL94V-0的要求c. 介質(zhì)常數(shù)及散逸因子小，因此對于高頻及高速傳輸?shù)碾娐钒宸浅Ｓ欣?d.耐化性，抗溶劑 性良好e.

32、絕緣性佳B.應(yīng)用a. COB設(shè)計的電路板 由于wire bonding過程的高溫，會使板子表面變軟而致打線失敗.BT/EPOXY高性能板材可克服此點.b. BGA ,PGA, MCM-Ls等 半導(dǎo)體封裝載板 半導(dǎo)體封裝測試中，有兩個很重要的常見問題，一是漏電現(xiàn)象，或稱 CAF(Conductive Anodic Filament),一是爆米花現(xiàn)象(受濕氣及高溫沖 擊).這兩點也是BT/EPOX版材可以避免的.Cyanate Ester Resin 1970年開始應(yīng)用于PCBfi材，目前Chiba Geigy有制作此類樹脂.其反應(yīng)式如圖.A.優(yōu)點a. Tg可達250c ,使用于非常厚之多層板 b

33、.極低的介電常數(shù)可應(yīng)用于高速產(chǎn)品.B.問題a.硬化后脆度高.b.對濕度敏感，甚至可能和水起反應(yīng).玻璃纖維前言玻璃 纖維(Fiberglass)在PCBS板中的功用，是作為補強材料.基板的補強材料尚有其它種，如 紙質(zhì)基板的紙材，Kelvar(Polyamide聚醯胺)纖維，以及石英(Quartz)纖維.本節(jié)僅討論最大宗的玻璃纖維.玻璃(Glass)本身是一種混合物，具組成見表它是一些無機物經(jīng)高溫融熔 合而成，再經(jīng)抽絲冷卻而成一種非結(jié)晶結(jié)構(gòu)的堅硬物體.此物質(zhì)的使用，已有數(shù)千年的歷史. 做成纖維狀使用則可追溯至17世紀.真正大量做商用產(chǎn)品，則是由Owen-川inois及Corning Glass W

34、orks 兩家公司其共同的研究努力后，組合成Owens-Corning Fiberglas Corporation于1939年正式生產(chǎn)制造.玻璃纖維布玻璃纖維的制成可分兩種，一種是連 續(xù)式(Continuous)的纖維另一種則是不連續(xù)式(discontinuous)的纖維前者即用于織成玻璃布(Fabric),后者則做成片狀之玻璃席(Mat).FR4等基材，即是使用前者，CEM3S材，則 采用后者玻璃席.A.玻璃纖維的特性 原始融熔態(tài)玻璃的組成成份不同，會影響玻璃纖維 的特性，不同組成所呈現(xiàn)的差異，表中有詳細的區(qū)別，而且各有獨特及不同應(yīng)用之處.按組成 的不同(見表)，玻璃的等級可分四種商品:A級

35、為高堿性,C級為抗化性,E級為電子用途,S級 為高強度.電路板中所用的就是E級玻璃，主要是其介電性質(zhì)優(yōu)于其它三種.-玻璃纖維一些共同的特性如下所述：a.高強度：和其它紡織用纖維比較，玻璃有極高強度.在某些應(yīng)用上，其強度/重量比甚至超 過鐵絲.b.抗熱與火：玻璃纖維為無機物，因此不會燃燒c.抗化性：可耐大部份的化學(xué)品， 也不為霉菌，細菌的滲入及昆蟲的功擊.d.防潮：玻璃并不吸水，即使在很潮濕的環(huán)境，依然 保持它的機械強度.e.熱性質(zhì)：玻纖有很低的熬線性膨脹系數(shù)，及高的熱導(dǎo)系數(shù)，因此在高 溫環(huán)境下有極佳的表現(xiàn).f.電性：由于玻璃纖維的不導(dǎo)電性，是一個很好的絕緣物質(zhì)的選擇 PCBS材所選才¥

36、;使用的E級玻璃，最主要的是其非常優(yōu)秀的抗水性.因此在非常潮濕，惡劣的 環(huán)境下，仍然保有非常好的電性及物性一如尺寸穩(wěn)定度.-玻纖布的制作：玻璃纖維布的制 作，是一系列專業(yè)且投資全額龐大的制程本章略而不談.銅箔(copper foil)早期線路的設(shè)計粗粗寬寬的，厚度要求亦不挑剔，但演變至今日線寬3,4mil,甚至更細(現(xiàn)國內(nèi)已有工廠 開發(fā)1 mil線寬)，電阻要求嚴苛.抗撕強度,表面Profile等也都詳加規(guī)定.所以對銅箔發(fā)展 的現(xiàn)況及驅(qū)勢就必須進一步了解.傳統(tǒng)銅箔輾軋法(Rolled-or Wrought Method)是將銅 塊經(jīng)多次輾軋制作而成，其所輾出之寬度受到技術(shù)限制很難達到標準尺寸基

37、板的要求(3尺*4尺)，而且很容易在輾制過程中造成報廢，因表面粗糙度不夠，所以與樹脂之結(jié)合能力 比較不好，而且制造過程中所受應(yīng)力需要做熱處理之回火物化(Heat treatment orAnnealing),故其成本較高.A.優(yōu)點.a.延展性Ductility 高，對FPC使用于動態(tài)環(huán)境下， 信賴度極佳.b.低的表面棱線Low-profile Surface,對于一些Microwave電子應(yīng)用是一利基.B.缺點.a.和基材的附著力不好.b.成本較高.c.因技術(shù)問題，寬度受限.電 鍍法(Electrodeposited Method)最常使用于基板上的銅箔就是 EDt同.利用各種廢棄之電 線電纜

38、熔解成硫酸銅鍍液，在殊特深入地下的大型鍍槽中，陰陽極距非常短，以非常高的速 度沖動鍍液，以600 ASF之高電流密度，將柱狀(Columnar)結(jié)晶的銅層鍍在表面非常光 滑又經(jīng)鈍化的(passivated)不銹鋼大桶狀之轉(zhuǎn)胴輪上(Drum),因鈍化處理過的不銹鋼胴輪上對銅層之附著力并不好，故鍍面可自轉(zhuǎn)輪上撕下，如此所鍍得的連續(xù)銅層，可由轉(zhuǎn)輪速 度，電流密度而得不同厚度之銅箔，貼在轉(zhuǎn)胴之光滑銅箔表面稱為光面(Drum side ), 另一 面對鍍液之粗糙結(jié)晶表面稱為毛面(Matte side). 此種銅箔：A.優(yōu)點a.價格便宜.b.可有各種尺寸與厚度.B.缺點.a.延展性差，b.應(yīng)力極高無法撓曲

39、又很容易折斷.厚 度單位一般生產(chǎn)銅箔業(yè)者為計算成本，方便訂價，多以每平方尺之重量做為厚度之計算單位，如 Ounce (oz)的定義是一平方尺面積單面覆蓋銅箔重量1 oz的銅層厚度.經(jīng)單位換算35微米(micron)或mil.一般厚度1 oz及1/2 oz而超薄銅箔可達1/4 oz,或更低.新式銅箔介紹及研發(fā)方向超薄銅箔一般所說的薄銅箔是指 oz micron ) 以下，表三種厚度則稱超薄銅箔3/8 oz以下因本身太薄很不容易操作故需要另加載體(Carrier)才能做各種操作(稱復(fù)合式copper foil),否則很容易造成損傷.所用之載體有兩類，一類是以傳統(tǒng)ED銅箔為載體，厚約mil.另一類

40、載體是鋁箔，厚度約3 mil.兩者使用之前須將載體撕離.超薄銅箔最不易克服的問題就是 "針孔"或"疏孔”(Porosity),因厚度太薄，電鍍時無法將疏孔完全填滿.補救之道是降低電流密度，讓結(jié)晶變細.細線路，尤其是5 mil以下更需要超薄銅箔，以減少蝕刻時的過 蝕與側(cè)蝕.輾軋銅箔 對薄銅箔超細線路而言，導(dǎo)體與絕緣基材之間的接觸面非常狹小，如 何能耐得住二者之間熱膨脹系數(shù)的巨大差異而仍維持足夠的附著力，完全依賴銅箔毛面上的粗化處理是不夠的，而且高速鍍銅箔的結(jié)晶結(jié)構(gòu)粗糙在高溫焊接時容易造成XY的斷裂也是一項難以解決的問題.輾軋銅箔除了細品之外還有另一項長處那就是應(yīng)力很

41、低 (Stress).ED 銅箔應(yīng)力高，但后來線路板業(yè)者所鍍上的一次銅或二次銅的應(yīng)力就沒有那么 高.于是造成二者在溫度變化時使細線容易斷制.因此輾軋銅箔是一解決之途.若是成本的 考量,Grade 2,E-Type 的 high-ductility 或是 Grade 2,E-Type HTE銅箔也是一種選擇.國 際制造銅箔大廠多致力于開發(fā)ED細品產(chǎn)品以解決此問題.銅箔的表面處理A傳統(tǒng)處理法ED銅箔從Drum撕下后，會繼續(xù)下面的處理步驟：a. Bonding Stage-在粗面(Matte Side) 上再以高電流極短時間內(nèi)快速鍍上銅，其長相如瘤，稱"瘤化處理""Nodulization”目的在 增加表面積，其厚度約20004000A b. Thermal barrier treatments- 瘤化完成后再于其上 鍍一層黃銅(Brass,是Gould公司專利，稱為JTC處理)，或鋅(Zinc是Yates公司專利，稱為 TW處理).也是鍍鍥處理其作用是做為耐熱層.樹脂中的Dicy于高溫時會攻擊銅面而 生成 胺類與水份，一旦生水份時，會導(dǎo)致附著力降底.此層的作用即是防止上述反應(yīng)發(fā)生，其厚度 約5001000A c. Stabili